(57)【要約】【課題】ユーザの指先の指紋の状態にかかわらず操作入力を可能にする。【解決手段】ユーザの指によって操作されるタッチパネル１０Ａを有し、前記タッチパネル１０Ａが操作された場合に、操作入力信号Ｃを出力する操作入力装置１０と、ユーザの指に装着される複数の識別キャップ３１とを有し、前記操作入力装置１０は、少なくとも前記タッチパネル１０Ａを操作する指を撮像可能な画像読み取りセンサ１１２と、前記画像読み取りセンサ１１２によって撮像された画像に基づいて、前記タッチパネル１０Ａを操作した指に装着されている前記識別キャップ３１を識別する制御装置１００とを備え、前記制御装置１００により識別された識別キャップ３１に対応した操作入力信号Ｃを出力するように構成した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの指によって操作される操作手段を有し、前記操作手段が操作された場合に、操作入力信号を出力する操作入力装置と、
ユーザの指に装着される複数の識別用部材とを有し、
前記操作入力装置は、
少なくとも前記操作手段を操作する指を撮像可能な撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて、前記操作手段を操作した指に装着されている前記識別用部材を識別する識別手段とを備え、
前記識別手段により識別された識別用部材に対応した操作入力信号を出力する
ことを特徴とする操作入力システム。
【請求項２】
前記操作手段は前記ユーザの指による押下位置を識別可能な操作パネルであり、
前記識別手段は、前記画像に写っている指のうち前記押下位置に位置する指に装着された前記識別用部材を識別する
ことを特徴とする請求項１に記載の操作入力システム。
【請求項３】
前記複数の識別用部材のそれぞれには、互いに異なる絵柄、または、互いに異なる色が付されており、
前記識別手段は、前記絵柄、または、前記色に基づいて前記識別用部材を識別する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の操作入力システム。
【請求項４】
ユーザの指によって操作される操作手段を有し、前記操作手段が操作された場合に、操作入力信号を出力する操作入力装置において、
少なくとも前記操作手段を操作する指を撮像可能な撮像手段と、
ユーザの指に装着される複数の識別用部材のうち、前記操作手段を操作した指に装着されている識別用部材を前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて識別する識別手段とを備え、
前記識別手段により識別された識別用部材に対応した操作入力信号を出力する
ことを特徴とする操作入力装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の操作入力システム、または、請求項４に記載の操作入力装置を具備することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの操作入力を受け付けるための操作入力システム、操作入力装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器に対する入力装置としては、多数の操作ボタンが配設されたキーボードや、多数の操作ボタンや操作アイコンが表示画面に表示されたタッチパネルなどが知られている。このような入力装置にあっては、一般的に、各操作ボタン（操作アイコン）のそれぞれに、その操作ボタンが何のためのボタンであるかを示す表記がなされている。
しかしながら、上記のような入力装置をユーザが操作する場合、ユーザは、どの操作ボタン（操作アイコン）が何のための操作ボタンであるかを把握するために、操作ボタンの操作の都度、操作ボタンの表記を見る必要があるといった問題がある。
【０００３】
そこで近年では、ユーザの各指の指紋ごとに操作入力内容を予め割り当てると共に、操作が行われた場合に、その使用された指の指紋を認識する構成とすることで、ユーザが操作に使用する指を変更するだけで所望の操作を行うことができ、操作ボタンの表記をその都度見る必要がない操作入力システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３２７７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の操作入力システムにあっては、指先に負傷するなどの理由で指紋が読み取り難くなっている場合には、操作入力に失敗する、といった問題がある。
また、手に重度の障害を負ったり、或いは、義手を利用しているユーザにあっては、指紋認識を使った操作入力システムを利用することができない、といった問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ユーザの指先の指紋の状態にかかわらず操作入力が可能な操作入力システム、操作入力装置および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、ユーザの指によって操作される操作手段を有し、前記操作手段が操作された場合に、操作入力信号を出力する操作入力装置と、ユーザの指に装着される複数の識別用部材とを有し、前記操作入力装置は、少なくとも前記操作手段を操作する指を撮像可能な撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて、前記操作手段を操作した指に装着されている前記識別用部材を識別する識別手段とを備え、前記識別手段により識別された識別用部材に対応した操作入力信号を出力することを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、上記発明において、前記操作手段は前記ユーザの指による押下位置を識別可能な操作パネルであり、前記識別手段は、前記画像に写っている指のうち前記押下位置に位置する指に装着された前記識別用部材を識別することを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、上記発明において、前記複数の識別用部材のそれぞれには、互いに異なる絵柄、または、互いに異なる色が付されており、前記識別手段は、前記絵柄、または、前記色に基づいて前記識別用部材を識別することを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、ユーザの指によって操作される操作手段を有し、前記操作手段が操作された場合に、操作入力信号を出力する操作入力装置において、少なくとも前記操作手段を操作する指を撮像可能な撮像手段と、ユーザの指に装着される複数の識別用部材のうち、前記操作手段を操作した指に装着されている識別用部材を前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて識別する識別手段とを備え、前記識別手段により識別された識別用部材に対応した操作入力信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
また、上記いずれかの発明に記載の操作入力システム、または、上記操作入力装置は、それを具備した電子機器としても実施可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザの各指に装着された識別用部材のうち、操作に使用された指の識別部材を識別し、その識別用部材に対応した操作入力信号を出力する構成としたため、ユーザの指先の指紋の状態にかかわらず操作入力が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、本発明が適用された電子機器として、車両に搭載されるラジオ装置（以下、単に「カーラジオ」と言う）について説明する。
図１は、本実施の形態に係るカーラジオ１の構成を模式的に示す図である。この図に示すように、カーラジオ１は、操作部として機能するタッチパネル１０Ａと操作指識別ユニット３０を備えた操作入力装置（以下、単に「入力装置」と言う）１０と、ラジオ放送の再生機能を実現するためのラジオ本体２０とを有し、これらが一体に構成されている。
【００１２】
操作指識別ユニット３０は、タッチパネル１０Ａに対する操作（プッシュ操作）に使用されたユーザの指を識別するためのものであり、図２に示すように、ユーザの片手の指先のそれぞれを覆うキャップ形状に形成された５つの識別キャップ３１Ａ〜３１Ｅを有し、識別キャップ３１Ａ〜３１Ｅのそれぞれには、互いに異なる絵柄（幾何学図形）の識別図象３２Ａ〜３２Ｅが付されている。これらの識別キャップ３１Ａ〜３１Ｅは、識別図象３２Ａ〜３２Ｅが指の腹部分に位置するように、すなわち、手の平の側から各識別図象３２Ａ〜３２Ｅが見えるようにユーザの右手或いは左手（図示例では左手）の各指の先端に装着される。
【００１３】
入力装置１０は、上記のように、カーラジオ１の操作部として機能し、タッチパネル１０Ａに対してプッシュ操作がなされた場合、当該プッシュ操作に使用されたユーザの指に装着されている識別キャップ３１を識別すると共に、その識別キャップ３１の識別子たる登録番号（図３参照）を操作入力信号Ｃに含めてラジオ本体２０に出力する。
【００１４】
ここで、本実施の形態では、図３に示すように、例えば電源のＯＮ／ＯＦＦやボリュームアップ、ボリュームダウン、プリセットチャンネル切り替え、受信バンド（周波数）切り替えなどの互いに異なる制御内容がプッシュ操作に対する制御内容として、識別キャップ３１Ａ〜３１Ｅの登録番号ごとに予め設定されており、ラジオ本体２０は、入力装置１０から操作入力信号Ｃが入力された場合、その操作入力信号Ｃに含まれる登録番号に対応した制御内容の制御を実行し、これにより、ユーザがタッチパネル１０Ａを操作する指を変えるだけで、カーラジオ１に対して異なる操作を入力することが可能となる。
【００１５】
次いで、上述の入力装置１０の構成についてより詳細に説明する。
図４は、入力装置１０の機能的構成を示すブロック図である。この図において、制御装置１００は、ＣＰＵやその周辺回路を有し、各部を制御する手段として機能するものである。ＲＯＭ１０１は制御装置１００により実行される制御プログラムや各種データを格納するものである。また、ＲＡＭ１０２は、制御装置１００のワークエリアとして機能し、制御装置１００の演算結果や各種データを一時的に記憶するものである。
外部バスブリッジ回路１０３はラジオ本体２０とのデータ通信のための接続インターフェース回路であり、本実施の形態では、本入力装置１０とラジオ本体２０とが外部バスブリッジ回路１０３を介してバス接続される。
【００１６】
入力装置１０の操作部（操作入力部）を構成するタッチパネル１０Ａは、圧力感知装置１１１と、画像読み取りセンサ１１２とを有して構成されている。
圧力感知装置１１１はタッチパネル１０Ａの表面側に設けられ、このタッチパネル１０Ａの表面側における圧力変化を検出し、ユーザがプッシュ操作した位置を制御装置１００に出力するものである。
【００１７】
画像読み取りセンサ１１２はタッチパネル１０Ａの表示面から見た画像を制御装置１００に出力するものであり、圧力感知装置１１１の裏面側に配置されたガラス基板上に形成された多数の撮像用光センサを有する撮像用センサ部１１２Ａと、撮像用センサ部１１２Ａにて撮像された画像データを格納するフレームバッファ１１２Ｂとを有して構成され、制御装置１００の制御の下、フレームバッファ１１２Ｂに格納されている画像データからプッシュ操作がなされた箇所だけを抽出した画像データを制御装置１００に出力するように構成されている。
【００１８】
詳述すると、制御装置１００は、圧力感知装置１１１が操作を検出可能なエリア、すなわち、操作可能エリア１２０を、図５に示すように、縦横にマトリクス状に分割してなるＭ個の操作エリアブロックＡ−１〜Ａ−ｍとして記憶しており、タッチパネル１０Ａに対してプッシュ操作がなされた場合、圧力感知装置１１１の検出信号に基づいて、操作がなされた操作エリアブロックＡを特定するように構成されている。
【００１９】
さらに、制御装置１００は、画像読み取りセンサ１１２が撮像する撮像エリア１３０を、図６に示すように、縦横にマトリクス状に分割してなるＭ個の読取ブロックＢ−１〜Ｂ−ｍとして記憶している。このとき、制御装置１００は、上記操作エリアブロックＡ−１〜Ａ−ｍのそれぞれごとに、その操作エリアブロックＡに対応した表示面上の位置を撮像する読取ブロックＢを予め記憶しており、操作がなされた操作エリアブロックＡを特定した場合、その操作エリアブロックＡに対応した読取ブロックＢだけの画像データを画像読み取りセンサ１１２のフレームバッファ１１２Ｂから取得する。これにより、プッシュ操作に使用された指に装着されている識別キャップ３１の画像が制御装置１００により取得され、画像認識処理により、その識別キャップ３１に付された識別図象３２、すなわち、プッシュ操作に使用された指の識別キャップ３１が識別可能となる。
【００２０】
次いで、上記入力装置１０の動作として、ユーザがタッチパネル１０Ａに対して操作した際の入力動作処理についてより詳細に説明する。
ユーザがタッチパネル１０Ａに対して操作した場合、タッチパネル１０Ａの表面側における圧力変化が圧力感知装置１１１により検出され、当該圧力感知装置１１１から制御装置１００（ＣＰＵ）に対して割り込み信号が送出される。そして、制御装置１００は、かかる割り込み信号を受け取ると、この操作による操作入力を受け付けるための入力モード開始処理を実行する。
【００２１】
図７は入力装置１０の入力モード開始処理を示すフローチャートである。この図に示すように、入力モード開始処理にあっては、先ず、各種変数を初期化する初期化処理を実行する（ステップＳ１）。本入力モード開始処理においては、プッシュ操作の有無が格納される変数「Ｓｔａｔｕｓ」（有の値「１」、無の値「０」）と、プッシュ操作に使用された識別キャップ３１の登録番号が格納される変数「ＫｅｙＩＤ」が用いられており、ステップＳ１の初期化処理では、これらの変数「Ｓｔａｔｕｓ」および変数「ＫｅｙＩＤ」が共に「０」に初期化される。
【００２２】
次いで、制御装置１００は、タッチパネル１０Ａに対する操作が、タッチパネル１０Ａに指が触れるプッシュ操作であるか否かを判別する（ステップＳ２）。具体的には、制御装置１００は、一定期間が経過したときに、いまだタッチパネル１０Ａの表面側における圧力変化が検出されているか否かを、圧力感知装置１１１から出力される検出信号に基づいて判断し、一定時間の経過後にも圧力変化が検出されている場合には操作がプッシュ操作であると判別し、また、検出されてない場合には、上記操作がタッチパネル１０Ａから指が離れるリリース操作であると判別する。
【００２３】
タッチパネル１０Ａに対する操作がプッシュ操作である場合には（ステップＳ２：Ｙ）、制御装置１００は、画像読み取りセンサ１１２に対して撮像動作の開始を指示する（ステップＳ３）。これにより、タッチパネル１０Ａの表面側から見た画像が画像読み取りセンサ１１２のフレームバッファ１１２Ｂに格納される。そして、制御装置１００は、プッシュ操作に使用された指の識別キャップ３１を特定すべく、次に説明する画像認識処理を実行する（ステップＳ４）。
【００２４】
この画像認識処理にあっては、図８に示すように、制御装置１００は、先ず、プッシュ操作が有ったことを示すべく、変数「Ｓｔａｔｕｓ」に値「１」を格納する（ステップＳａ１）。次いで、制御装置１００は、圧力感知装置１１１から出力される検出信号に基づいて、プッシュ操作がなされた操作エリアブロックＡを特定し、その操作エリアブロックＡに対応した読取ブロックＢだけの画像データを画像読み取りセンサ１１２のフレームバッファ１１２Ｂから取得してＲＡＭ１０２に格納する（ステップＳａ２）。
【００２５】
次に制御装置１００は、ＲＡＭ１０２に格納されている画像データの画像を、予めＲＯＭ１０１或いはＲＡＭ１０２に格納されている各識別キャップ３１の識別図象３２のそれぞれと順次照合し（ステップＳａ３〜Ｓａ７）、いずれかの識別図象３２と一致する場合には（ステップＳａ３〜Ｓａ７のいずれかがＹ）、その識別図象３２が付されている識別キャップ３１の登録番号を変数「ＫｅｙＩＤ」に格納し（ステップＳａ８）、画像認識処理を終了する。
また、ＲＡＭ１０２に格納されている画像データの画像が、いずれの識別図象３２とも一致しない場合には（ステップＳａ３〜Ｓａ７の全てがＮ）、そのまま画像認識処理を終了する。
【００２６】
再び、図７に示す入力モード開始処理に戻り、制御装置１００は、変数「Ｓｔａｔｕｓ」の値および変数「ＫｅｙＩＤ」の値のそれぞれを操作入力信号Ｃに含めてラジオ本体２０に外部バスブリッジ回路１０３を介して出力し（ステップＳ５）、本入力モード開始処理を終了する。すなわち、プッシュ操作がなされた場合には、変数「Ｓｔａｔｕｓ」の値が「１」、かつ、変数「ＫｅｙＩＤ」の値が「０」〜「５」のいずれかとされた操作入力信号Ｃがラジオ本体２０に出力される。
また、ラジオ本体２０にあっては、この操作入力信号Ｃが入力されると、変数「Ｓｔａｔｕｓ」の値が「１」である場合、すなわち、プッシュ操作が有ったことが示されている場合には、変数「ＫｅｙＩＤ」の値に応じた制御内容の処理を開始することになる。このとき、変数「ＫｅｙＩＤ」の値が「０」である場合には、プッシュ操作に使用された識別キャップ３１の識別図象３２が認識不可能であったことを示すため（図８参照）、例えばラジオ本体２０が、「入力操作認識エラー」などの操作入力が正常に受け付けられなかった旨を示す表示を入力装置１０に表示させるようにすることが望ましい。
【００２７】
また、入力モード開始処理における上記ステップＳ２において、タッチパネル１０Ａに対する操作がプッシュ操作でないと判別された場合（ステップＳ２：Ｎ）、制御装置１００は、上述の画像認識処理を行わず、そのまま処理手順を上記ステップＳ５に進め、変数「Ｓｔａｔｕｓ」の値および変数「ＫｅｙＩＤ」の値のそれぞれを操作入力信号Ｃに含めてラジオ本体２０に出力し、その後、本入力モード開始処理を終了する。この結果、変数「Ｓｔａｔｕｓ」の値が「０」、すなわち、プッシュ操作が無かったことを示す操作入力信号Ｃがラジオ本体２０に出力されることになる。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、入力装置１０がユーザの各指に装着された識別キャップ３１Ａ〜３１Ｅのうち、操作に使用された指の識別キャップ３１を識別し、その識別キャップ３１に応じた操作入力信号Ｃを出力する構成としたため、指先の指紋の状態にかかわらず入力装置１０を利用した操作入力が可能となる。
さらに、本実施の形態によれば、車載器たるカーラジオ１に本発明を適用した構成としたため、運転手がカーラジオ１を操作する際に、操作する手元を見ずとも所定の指でタッチパネル１０Ａを操作するだけで簡単に操作入力が可能となり、走行の安全を維持することができる。
また、操作する指に応じて操作内容を変えることができるため、入力装置１０が複数の操作ボタンを備える必要がなく、装置の省スペース化を図ることができる。
【００２９】
また本実施の形態によれば、識別キャップ３１Ａ〜３１Ｅのそれぞれに互いに異なる絵柄の識別図象３２を付し、その識別図象３２を画像認識処理により識別する構成としたため、指紋を認識する従来の技術に比べ、複雑な指紋画像の処理が不要となり、画像認識処理に要する時間の短縮化を図ることができ、また、画像認識処理のためにハイスペックな高価なＣＰＵなどの演算回路を用いる必要がない。
【００３０】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、任意に変形および応用が可能である。
例えば、上述した実施の形態では、識別キャップ３１Ａ〜３１Ｅのそれぞれに互いに幾何学図形の異なる識別図象３２を付与し、この識別図象３２を入力装置１０が識別することで、操作に使用された識別キャップ３１を特定する構成としたが、これに限らず、例えば識別キャップ３１Ａ〜３１Ｅのそれぞれに異なる色を着色し、その色を認識することで操作に使用された識別キャップ３１を特定する構成としても良い。
【００３１】
また例えば、上述した実施の形態では、操作指識別ユニット３０として、ユーザの指の先端を覆う形状に形成された識別キャップ３１を例示したが、ユーザの指に装着可能であり、なおかつ、タッチパネル１０Ａの操作（プッシュ操作）に使用されたユーザの指を識別可能な識別子を付与可能であれば、任意の形状とすることができる。
【００３２】
また例えば、上述した実施の形態では、プッシュ操作に使用される指が１本である場合を前提として説明したが、これに限らない。すなわち、複数の指によるプッシュ操作（多重押し操作）を入力装置１０が検出し、プッシュ操作に使用された各指の識別キャップ３１を識別してラジオ本体２０に出力する構成とすることで、操作入力の種類を増やすことができる。
また、入力装置１０がプッシュ操作時の押下時間に基づいて「短押し操作」および「長押し操作」を区別する構成とすることでも、操作入力の種類を増やすことができる。
さらに、同じ識別キャップ３１によるプッシュ操作であっても、ラジオ本体２０の動作モードに応じて異なる制御内容を割り当てて、操作入力の種類を増やすことも可能である。
【００３３】
また例えば、上述した実施の形態では、入力装置１０とラジオ本体２０とが同一の筐体に収容されたカーラジオ１について説明した、入力装置１０を別体に設け、ラジオ装置などの他の電子機器と有線或いは無線によりデータ通信可能に接続する構成としても良い。
また、本発明が適用された電子機器としてカーラジオを例示したが、例えばカーナビゲーション装置、カーオーディオ装置、車載器コンピュータなどの他の車載器であっても良い。また、車載器に限らず、例えば携帯電話機や携帯型オーディオプレーヤ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、携帯型パーソナルコンピュータなどの携帯型電子機器、或いは、固定電話機やＦＡＸ、デスクトップコンピュータなどの据え置き型の電子機器にも本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るカーラジオの構成を模式的に示す図である。
【図２】操作指識別ユニットおよび識別キャップの構成を模式的に示す図である。
【図３】識別キャップと制御内容（操作入力内容）との対応関係を示す図である。
【図４】入力装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図５】操作可能エリアのブロック分割を説明するための図である。
【図６】撮像エリアのブロック分割を説明するための図である。
【図７】入力モード開始処理のフローチャートである。
【図８】画像認識処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１  カーラジオ（電子機器）
１０  入力装置（操作入力装置）
１０Ａ  タッチパネル
２０  ラジオ本体
３０  操作指識別ユニット
３１、３１Ａ〜３１Ｅ  識別キャップ
３２、３２Ａ〜３２Ｅ  識別図象
１００  制御装置
１１１  圧力感知装置
１１２  画像読み取りセンサ
Ｃ  操作入力信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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